KR20210060867A - Data storage device and operating method thereof - Google Patents

Data storage device and operating method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20210060867A
KR20210060867A KR1020190148385A KR20190148385A KR20210060867A KR 20210060867 A KR20210060867 A KR 20210060867A KR 1020190148385 A KR1020190148385 A KR 1020190148385A KR 20190148385 A KR20190148385 A KR 20190148385A KR 20210060867 A KR20210060867 A KR 20210060867A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
command
nonvolatile memory
memory device
data storage
core
Prior art date
Application number
KR1020190148385A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
남상욱
박재호
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020190148385A priority Critical patent/KR20210060867A/en
Priority to US16/856,912 priority patent/US11263126B2/en
Priority to CN202010530782.5A priority patent/CN112905107A/en
Publication of KR20210060867A publication Critical patent/KR20210060867A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/061—Improving I/O performance
    • G06F3/0611—Improving I/O performance in relation to response time
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16—Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/1668—Details of memory controller
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/0223—User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
    • G06F12/023—Free address space management
    • G06F12/0238—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory
    • G06F12/0246—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory in block erasable memory, e.g. flash memory
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/10—Address translation
    • G06F12/1027—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]
    • G06F12/1045—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB] associated with a data cache
    • G06F12/1054—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB] associated with a data cache the data cache being concurrently physically addressed
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/10—Address translation
    • G06F12/1027—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]
    • G06F12/1045—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB] associated with a data cache
    • G06F12/1063—Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB] associated with a data cache the data cache being concurrently virtually addressed
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/061—Improving I/O performance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0638—Organizing or formatting or addressing of data
    • G06F3/064—Management of blocks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0655—Vertical data movement, i.e. input-output transfer; data movement between one or more hosts and one or more storage devices
    • G06F3/0656—Data buffering arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0655—Vertical data movement, i.e. input-output transfer; data movement between one or more hosts and one or more storage devices
    • G06F3/0658—Controller construction arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0655—Vertical data movement, i.e. input-output transfer; data movement between one or more hosts and one or more storage devices
    • G06F3/0659—Command handling arrangements, e.g. command buffers, queues, command scheduling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
    • G06F3/0671—In-line storage system
    • G06F3/0673—Single storage device
    • G06F3/0679—Non-volatile semiconductor memory device, e.g. flash memory, one time programmable memory [OTP]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
    • G06F3/0671—In-line storage system
    • G06F3/0683—Plurality of storage devices
    • G06F3/0688—Non-volatile semiconductor memory arrays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/10—Providing a specific technical effect
    • G06F2212/1016—Performance improvement
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/72—Details relating to flash memory management
    • G06F2212/7201—Logical to physical mapping or translation of blocks or pages
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/72—Details relating to flash memory management
    • G06F2212/7202—Allocation control and policies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a data storage device includes: a nonvolatile memory device and a controller, wherein when the controller receives any one of a write command and a read command including a logical address from a host device, the controller converts a logical address into a physical address and generates a pre-command including the converted physical address to transmit the pre-command to the nonvolatile memory, and the controller transmits a confirm command to the nonvolatile memory device when processing of operations other than the operation related to the pre-command is completed. According to the present invention, data write and read performance can be improved by shortening a NAND command transmission time.

Description

데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법{Data storage device and operating method thereof}Data storage device and operating method thereof TECHNICAL FIELD

본 발명은 데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data storage device and a method of operation thereof.

메모리 장치를 이용한 데이터 저장 장치는 기계적인 구동부가 없어서 안정성 및 내구성이 뛰어나며 정보의 액세스 속도가 매우 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 데이터 저장 장치는 USB(Universal Serial Bus) 메모리 장치, 다양한 인터페이스를 갖는 메모리 카드, UFS(Universal Flash Storage) 장치, 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive)를 포함한다.A data storage device using a memory device has the advantage of excellent stability and durability because there is no mechanical driving part, and the access speed of information is very fast and power consumption is low. Data storage devices having such advantages include universal serial bus (USB) memory devices, memory cards having various interfaces, universal flash storage (UFS) devices, and solid state drives.

한편, 플래시 스토리지(Flash Storage)는 FTL에서 호스트로부터 수신한 LPN(Logical Page Number)을 PPN(Physical Page Number)으로 변환하고, 변환된 PPN을 다른 파라미터와 함께 패키징(packetizing)하여 낸드 컨트롤러(NAND Controller)로 전달할 수 있다. 이후, 낸드 컨트롤러는 스케줄링 및 파싱(parsing) 과정 등을 거친 후 PPN을 NAND에 어드레스 형태로 전달할 수 있다.On the other hand, Flash Storage converts the LPN (Logical Page Number) received from the host at the FTL into PPN (Physical Page Number), and packages the converted PPN together with other parameters to be a NAND Controller. ). Thereafter, the NAND controller may transfer the PPN to the NAND in the form of an address after going through a scheduling and parsing process.

상술한 플래시 스토리지는 낸드 I/O 속도가 점차 향상됨에 따라 낸드 커맨드 전송시간이 전체 성능 팩터(Factor)에 차지하는 비중 또한 커지고 있는 실정이다.In the above-described flash storage, as the NAND I/O speed gradually increases, the proportion of the NAND command transmission time to the overall performance factor is also increasing.

본 발명의 실시 예는 낸드 커맨드(NAND Command) 전송시간을 단축시켜 데이터의 라이트 및 리드 성능을 향상시킬 수 있는 데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a data storage device capable of improving data write and read performance by shortening a NAND command transmission time and an operating method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치는 불휘발성 메모리 장치; 및 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하면, 상기 논리주소를 물리주소로 변환하고 변환된 상기 물리주소를 포함하는 프리 커맨드(pre-command)를 생성하여 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하고, 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 완성하면 컨펌 커맨드(confirm command)를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 동작과 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 동시에 수행할 수 있다.A data storage device according to an embodiment of the present invention includes a nonvolatile memory device; And when any one of a write command and a read command including a logical address is received from the host device, the logical address is converted into a physical address, and a pre-command including the converted physical address is generated, And a controller configured to transmit a confirmation command to the nonvolatile memory device when processing of operations other than the operation related to the precommand is completed, and the controller transmits the precommand to the nonvolatile memory device. Except for the operation of transmitting to the volatile memory device and the operation related to the pre-command, the remaining operation processing may be simultaneously performed.

본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작방법은, 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하는 단계; 상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환하는 단계; 변환된 상기 물리주소를 포함하여 불휘발성 메모리 장치로 미리 전송할 수 있는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 생성하는 단계; 상기 라이트 커맨드 또는 상기 리드 커맨드의 사양에 따라 생성한 프리 커맨드(pre-command)를 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계; 생성된 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 수행하는 단계; 및 상기 나머지 동작 처리가 완료되면 컨펌 커맨드(confirm command)를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 동작과 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작을 동시에 수행할 수 있다.An operating method of a data storage device according to an embodiment of the present invention includes the steps of: receiving any one of a write command and a read command including a logical address from a host device; Converting the logical address into a matching physical address; Generating a pre-command packet that can be transmitted to a nonvolatile memory device in advance including the converted physical address; Transmitting a pre-command generated according to a specification of the write command or the read command to a nonvolatile memory device; Performing operation processing other than the operation related to the generated pre-command; And transmitting a confirm command to the nonvolatile memory device when the remaining operation processing is completed, excluding an operation of transmitting the precommand to the nonvolatile memory device and an operation related to the precommand. The rest of the operations can be performed at the same time.

본 실시 예들에 따르면, FTL 동작 처리 중 PPN 결정 시점부터 일부 파라미터만을 포함한 NAND 커맨드 전송이 가능하므로 FTL 수행구간의 일부와 NAND 커맨드 전송구간을 병렬(Parallel)로 동시에 수행할 수 있기 때문에, 실질적인 NAND 커맨드 전송 시간을 감소시켜 데이터의 라이트 또는 리드 성능을 향상시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.According to the present embodiments, since the NAND command including only some parameters can be transmitted from the time when the PPN is determined during the FTL operation processing, a part of the FTL execution section and the NAND command transmission section can be simultaneously executed in parallel. By reducing the transmission time, it is expected that the performance of writing or reading data can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 커맨드 전송 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프리 커맨드의 전송 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 커맨드 전송 절차를 보다 상세하게 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 컨트롤러의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 네트워크 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치에 포함된 불휘발성 메모리 장치를 예시적으로 나타낸 블록도이다.1 is a diagram showing the configuration of a data storage device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram for explaining a command transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are exemplary diagrams for explaining a procedure for transmitting a pre-command according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are exemplary diagrams for explaining in more detail a command transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of operating a data storage device according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a data processing system including a solid state drive (SSD) according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an exemplary configuration of the controller of FIG. 9.
11 is a diagram illustrating a data processing system including a data storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a data processing system including a data storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a network system including a data storage device according to an embodiment of the present invention.
14 is a block diagram schematically illustrating a nonvolatile memory device included in a data storage device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하도록 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a data storage device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커맨드 전송 절차를 설명하기 위한 예시도인 도 2, 본 발명의 실시 예에 따른 프리 커맨드의 전송 절차를 설명하기 위한 예시도인 도 3 내지 도 5, 본 발명의 실시 예에 따른 커맨드 전송 절차를 보다 상세하게 설명하기 위한 예시도인 도 6 및 도 7을 참고하여 설명하기로 한다.Hereinafter, FIG. 2 which is an exemplary diagram for explaining a command transmission procedure according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 5 which are exemplary diagrams for explaining a transmission procedure of a pre-command according to an exemplary embodiment of the present invention. It will be described with reference to FIGS. 6 and 7 which are exemplary diagrams for explaining a command transmission procedure according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 데이터 저장 장치(10)는 휴대폰, MP3 플레이어, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 차량용 인포테인먼트(in-vehicle infotainment) 시스템 등과 같은 호스트 장치(도시되지 않음)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장할 수 있다. 데이터 저장 장치(10)는 메모리 시스템으로 불릴 수 있다.Referring to FIG. 1, the data storage device 10 according to the present embodiment is a host device (not shown) such as a mobile phone, an MP3 player, a laptop computer, a desktop computer, a game console, a TV, an in-vehicle infotainment system, etc. You can store data accessed by ). The data storage device 10 may be referred to as a memory system.

데이터 저장 장치(10)는 호스트 장치와 연결되는 인터페이스 프로토콜에 따라서 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장 장치(10)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD), MMC, eMMC, RS-MMC, micro-MMC 형태의 멀티미디어 카드(multimedia card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(secure digital) 카드, USB(universal storage bus) 저장 장치, UFS(universal flash storage) 장치, PCMCIA(personal computer memory card international association) 카드 형태의 저장 장치, PCI(peripheral component interconnection) 카드 형태의 저장 장치, PCI-E(PCI-express) 카드 형태의 저장 장치, CF(compact flash) 카드, 스마트 미디어(smart media) 카드, 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The data storage device 10 may be manufactured as any one of various types of storage devices according to an interface protocol connected to the host device. For example, the data storage device 10 is a solid state drive (SSD), MMC, eMMC, RS-MMC, micro-MMC type multimedia card, SD, mini-SD, micro- SD-type secure digital card, USB (universal storage bus) storage device, UFS (universal flash storage) device, PCMCIA (personal computer memory card international association) card-type storage device, PCI (peripheral component interconnection) card Any of various types of storage devices, such as a type of storage device, a PCI-E (PCI-express) card type, a compact flash (CF) card, a smart media card, a memory stick, etc. It can be made up of one.

데이터 저장 장치(10)는 다양한 종류의 패키지(package) 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장 장치(10)는 POP(package on package), SIP(system in package), SOC(system on chip), MCP(multi chip package), COB(chip on board), WFP(wafer-level fabricated package), WSP(wafer-level stack package) 등과 같은 다양한 종류의 패키지 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다.The data storage device 10 may be manufactured in any one of various types of package types. For example, the data storage device 10 is a POP (package on package), SIP (system in package), SOC (system on chip), MCP (multi chip package), COB (chip on board), WFP (wafer- level fabricated package), a wafer-level stack package (WSP), and the like.

데이터 저장 장치(10)는 불휘발성 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.The data storage device 10 may include a nonvolatile memory device 100 and a controller 200.

불휘발성 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)로부터 전송되는 라이트 커맨드 또는 리드 커맨드에 따라 해당 주소에 데이터를 라이트 하거나 또는 리드할 수 있다. 본 실시예에서는 라이트 커맨드 또는 리드 커맨드 각각은 프리 커맨드(pre-command)와 컨펌 커맨드(confirm command)를 포함할 수 있다. 이때, 프리 커맨드는 불휘발성 메모리 장치(100) 측에서 실제로 라이트 또는 리드 동작을 착수하기 위한 컨펌 커맨드를 제외한 커맨드 파라미터를 포함한 것으로서, 컨펌 커맨드를 전송하기 이전에 미리 전송할 수 있는 커맨드 파라미터들을 포함할 수 있다. 이때, 미리 전송할 수 있는 커맨드 파라미터는 운용자의 필요에 따라 구성될 수 있으며, 이에 대한 상세 설명은 후술하기로 한다.The nonvolatile memory device 100 may write or read data to a corresponding address according to a write command or a read command transmitted from the controller 200. In the present embodiment, each of the write command or read command may include a pre-command and a confirm command. In this case, the pre-command includes command parameters excluding a confirm command for actually starting a write or read operation in the nonvolatile memory device 100, and may include command parameters that can be transmitted in advance before transmitting the confirm command. have. At this time, the command parameters that can be transmitted in advance may be configured according to the needs of the operator, and a detailed description thereof will be described later.

불휘발성 메모리 장치(100)는 데이터 저장 장치(10)의 저장 매체로서 동작할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치(100)는 메모리 셀에 따라서 낸드(NAND) 플래시 메모리 장치, 노어(NOR) 플래시 메모리 장치, 강유전체 커패시터를 이용한 강유전체 램(ferroelectric random access memory, FRAM), 티엠알(tunneling magneto-resistive, TMR) 막을 이용한 마그네틱 램(magnetic random access memory, MRAM), 칼코겐 화합물(chalcogenide alloys)을 이용한 상 변화 램(phase change random access memory, PRAM), 전이 금속 화합물(transition metal oxide)을 이용한 저항성 램(resistive random access memory, ReRAM) 등과 같은 다양한 형태의 불휘발성 메모리 장치들 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The nonvolatile memory device 100 may operate as a storage medium of the data storage device 10. Depending on the memory cell, the nonvolatile memory device 100 includes a NAND flash memory device, a NOR flash memory device, a ferroelectric random access memory (FRAM) using a ferroelectric capacitor, and a tuning magneto-resistive device. , TMR) film using magnetic random access memory (MRAM), phase change random access memory (PRAM) using chalcogenide alloys, and resistive RAM using transition metal oxide (resistive random access memory, ReRAM), etc., may be configured with any one of various types of nonvolatile memory devices.

불휘발성 메모리 장치(100)는 복수의 비트라인들(도시되지 않음) 및 복수의 워드라인들(도시되지 않음)이 교차하는 영역들에 각각 배치되는 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀 어레이의 각 메모리 셀은 하나의 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(single level cell, SLC), 2 비트의 데이터를 저장할 수 있는 멀티 레벨 셀(multi-level cell, MLC), 3 비트의 데이터를 저장할 수 있는 트리플 레벨 셀(triple level cell, TLC) 또는 4 비트의 데이터를 저장할 수 있는 쿼드러플 레벨 셀(quadruple level cell, QLC)일 수 있다. 메모리 셀 어레이(110)는 싱글 레벨 셀, 멀티 레벨 셀, 트리플 레벨 셀, 및 쿼드러플 레벨 셀 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀 어레이(110)는 2차원 수평 구조의 메모리 셀들을 포함할 수도 있고, 또는 3차원 수직 구조의 메모리 셀들을 포함할 수도 있다.The nonvolatile memory device 100 includes a memory cell array (not shown) having a plurality of memory cells disposed in regions where a plurality of bit lines (not shown) and a plurality of word lines (not shown) cross each other. Not). For example, each memory cell of the memory cell array is a single level cell (SLC) storing one bit, a multi-level cell (MLC) capable of storing two bits of data, and 3 It may be a triple level cell (TLC) capable of storing bit data or a quadruple level cell (QLC) capable of storing 4-bit data. The memory cell array 110 may include at least one of a single-level cell, a multi-level cell, a triple-level cell, and a quadruple-level cell. For example, the memory cell array 110 may include memory cells of a 2D horizontal structure or memory cells of a 3D vertical structure.

컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 논리주소(Logical Page Number; LPN)를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하면, 논리주소를 물리주소(Physical Page Number; PPN)로 변환하고 변환된 물리주소를 포함하는 프리 커맨드(pre-command)를 생성하여 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다.When the controller 200 receives any one of a write command and a read command including a logical address (Logical Page Number; LPN) from the host device, the controller 200 converts the logical address to a physical address (PPN) and converts the converted physical address. A pre-command including an address may be generated and transmitted to the nonvolatile memory device 100.

또한, 컨트롤러(200)는 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 완성하면 컨펌 커맨드(confirm command)를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다. 이때, 프리 커맨드는 호스트 장치로부터 전송된 논리주소에 대한 물리주소가 정해진 시점부터 컨펌 커맨드를 제외하고 불휘발성 메모리 장치(100)로 미리 전송할 수 있는 커맨드 파라미터를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 기초로 리드 커맨드 또는 라이트 커맨드 사양에 따라 생성한 커맨드일 수 있다. 이때, 컨트롤러(200)는 불휘발성 메모리 장치(100)로 미리 전송할 수 있는 커맨드 파라미터가 마련되는 시점, 즉, 호스트 장치로부터 수신한 리드 커맨드 또는 라이트 커맨드의 논리주소에 대응되는 물리주소를 획득한 시점을 불휘발성 메모리 장치(100)로 프리 커맨드를 전송하는 시점으로 판단할 수 있다.In addition, the controller 200 may transmit a confirm command to the nonvolatile memory device 100 when processing of operations other than the operation related to the pre-command is completed. In this case, the pre-command is a read command based on a pre-command packet including a command parameter that can be transmitted to the nonvolatile memory device 100 in advance, excluding a confirmation command, from a time when a physical address for a logical address transmitted from the host device is determined. Alternatively, it may be a command generated according to the write command specification. At this time, the controller 200 obtains a time when a command parameter that can be transmitted to the nonvolatile memory device 100 in advance is provided, that is, a time when a physical address corresponding to a logical address of a read command or a write command received from the host device is obtained. May be determined as a time point at which a pre-command is transmitted to the nonvolatile memory device 100.

도 3을 참조하면, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 리드 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 리드 커맨드 및 주소정보를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3, when receiving a read command from a host device, the controller 200 may generate a pre-command packet including a data storage method, a read command, and address information.

리드 동작은 불휘발성 메모리 장치(100)에서의 tR 동작과 data out 동작을 모두 포함하는데, 프리 커맨드 패킷은 tR을 위한 파라미터만 있어도 생성할 수 있다. 이에, 컨트롤러(200)는 tR을 위한 파라미터만을 이용하여 프리 커맨드 패킷을 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송한 후, data out에 대한 파라미터를 생성하는 일인 나머지 동작을 수행할 수 있다. 즉, 리드 시 나머지 동작은 buffer allocation을 포함한 data out을 위한 파라미터 생성을 의미할 수 있다. 이때, 나머지 동작은 리드 카운트 같은 메타(meta) 정보 업데이트 같은 잡(job)도 포함할 수 있다.The read operation includes both a tR operation and a data out operation in the nonvolatile memory device 100, and a pre-command packet can be generated even if there is only a parameter for tR. Accordingly, the controller 200 may transmit the pre-command packet to the nonvolatile memory device 100 using only the parameter for tR, and then perform the rest of the operation, which is generating a parameter for data out. That is, the remaining operation upon reading may mean generating a parameter for data out including buffer allocation. In this case, the remaining operations may include a job such as updating meta information such as a read count.

일반적으로, 호스트 장치로부터 전송되는 리드 커맨드 한 개가 128k 리드를 의미하는 시퀀셜 리드(sequential read)인 경우, 리드 커맨드는 논리주소 단위인 4k 단위로 분할하여 32개의 단위 파라미터셋을 생성하고, 생성된 32개의 단위 파라미터에 대해 tR뿐 아니라 data out까지 각각 세팅해야 한다. 특히 data out은 read buffer allocation 작업을 필요로 하기 때문에, 이러한 작업만 32번을 반복하면서 세팅 작업을 수행해야 한다. 즉, 일반적인 리드 동작을 위한 낸드 커맨드는 tR 및 data out을 위한 파라미터를 모두 생성한 후, 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다는 것이다. 본 실시예는 프리 커맨드 패킷으로 tR을 위한 파라미터만을 미리 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 리드 커맨드 한 개가 128k 리드를 의미하는 시퀀셜 리드(sequential read)인 경우, 본 실시예는 128k 리드에 대해 16k 4plane씩 2번만 tR을 위한 파라미터만을 이용하여 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 미리 송부할 수 있다. 상술한 예에서 시퀀셜 리드인 경우를 예로 들었지만, 본 실시예는 랜덤 리드(random read)인 경우에도 적용될 수 있음은 당연하다 할 것이다. In general, when one read command transmitted from the host device is a sequential read meaning 128k read, the read command is divided into 4k units, which are logical address units, to generate 32 unit parameter sets, and the generated 32 For each unit parameter, not only tR but also data out must be set. In particular, since data out requires a read buffer allocation operation, only this operation must be repeated 32 times to perform the setting operation. That is, the NAND command for a general read operation may generate both parameters for tR and data out and then transmit them to the nonvolatile memory device 100. In the present embodiment, only the parameter for tR may be transmitted to the nonvolatile memory device 100 in advance in a pre-command packet. For example, when one read command is a sequential read meaning a 128k read, in this embodiment, a pre-command is issued using only the parameter for tR twice each of 16k 4planes for a 128k read. 100) can be sent in advance. In the above-described example, the case of a sequential read was exemplified, but it is natural that this embodiment can be applied to a case of a random read.

도 4를 참조하면, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 라이트 커맨드, 불휘발성 메모리 장치의 주소정보 및 라이트 할 데이터(Datainput)를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 4, when receiving a write command from a host device, the controller 200 generates a pre-command packet including a data storage method, a write command, address information of a nonvolatile memory device, and data to be written. can do.

다른 예로, 도 5를 참고하면, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 라이트 커맨드 및 불휘발성 메모리 장치의 주소정보를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다. 즉, 라이트 커맨드에 대한 프리 커맨드 패킷은 라이트 할 유저 데이터를 포함하거나 또는 포함하지 않는 것 모두 가능하다 할 것이다.As another example, referring to FIG. 5, when receiving a write command from a host device, the controller 200 may generate a pre-command packet including a data storage method, a write command, and address information of a nonvolatile memory device. That is, the pre-command packet for the write command may or may not include user data to be written.

라이트의 경우, 나머지 동작은 L2P 맵 테이블 업데이트, 저널링 데이터 업데이트(journaling data update) 및 라이트 할 원본 데이터의 가공을 포함할 수 있다. 상기 저널링 데이터 업데이트는 갑작스러운 셧 다운(shout-down) 등 불가피한 상황이 발생할 경우 데이터 복구를 위한 동작일 수 있다. In the case of writing, the remaining operations may include updating an L2P map table, updating journaling data, and processing original data to be written. The journaling data update may be an operation for data recovery when an inevitable situation such as a sudden shutdown occurs.

상술한 라이트 할 원본 데이터의 가공은 라이트할 원본 유저 데이터에 대한 보호 및 보안을 위해 원본 데이터를 가공하는 작업을 의미할 수 있다. The above-described processing of the original data to be written may mean an operation of processing the original data for protection and security of the original user data to be written.

일 예로, 원본 유저 데이터의 가공 작업은 원본 유저 데이터를 랜더마이즈(randomize)하고, 랜더마이즈된 데이터를 메모리(230) 내 새로운 영역(즉, 버퍼의 새로운 영역)에 라이트하는 동작일 수 있다. 상기 랜더마이즈는 일련의 알고리즘을 거쳐 원본 데이터를 불휘발성 메모리 장치(예를 들어, 낸드)(100) 특성에 맞게 가공하는 작업을 의미하는 것일 수 있다. 다른 예로, 원본 유저 데이터를 암호화하고, 암호화된 데이터를 메모리(230) 내 새로운 영역(즉, 버퍼의 새로운 영역)에 라이트하는 동작일 수 있다. 상술한 바와 같이, 불휘발성 메모리 장치(100)에 라이트할 때의 유저 데이터는 원본 데이터가 아닌 가공된 데이터일 수 있다.For example, the processing operation of the original user data may be an operation of randomizing the original user data and writing the randomized data to a new area (ie, a new area of the buffer) in the memory 230. The randomization may refer to an operation of processing original data according to the characteristics of the nonvolatile memory device (eg, NAND) 100 through a series of algorithms. As another example, it may be an operation of encrypting original user data and writing the encrypted data to a new area (ie, a new area of the buffer) in the memory 230. As described above, user data when writing to the nonvolatile memory device 100 may be processed data rather than original data.

프리 커맨드 패킷에 라이트 할 데이터를 포함시키지 않는 경우, 나머지 동작은 라이트할 원본 데이터의 가공 동작을 포함하지 않음은 당연하다 할 것이다.If the data to be written is not included in the pre-command packet, it is natural that the rest of the operations do not include the processing of the original data to be written.

상기 컨트롤러(200)는 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하는 동작(도 2의 ④ pre-command)과 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리(도 2의 ④ FTL process)를 동시에 수행할 수 있다. 이에, 개시된 실시예에서는 컨트롤러(200) 입장에서 FTL 코어(후술하는 제1 코어)의 동작과 NAND 코어(후술하는 제2 코어)의 동작을 동시에 병렬(parallel)로 처리할 수 있기 때문에, 리드 및 라이트 동작의 처리 속도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.The controller 200 simultaneously transmits a pre-command to the nonvolatile memory device 100 (4 pre-command in FIG. 2) and processes other operations (4 FTL process in FIG. 2) excluding operations related to the pre-command. You can do it. Accordingly, in the disclosed embodiment, since the controller 200 can simultaneously process the operation of the FTL core (a first core to be described later) and an operation of the NAND core (second core to be described later) in parallel, read and The effect of improving the processing speed of the write operation can be expected.

컨트롤러(200)는 메모리(230)에 로딩된 펌웨어 또는 소프트웨어의 구동을 통해서 데이터 저장 장치(10)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(200)는 펌웨어 또는 소프트웨어와 같은 코드 형태의 명령(instruction) 또는 알고리즘을 해독하고 구동할 수 있다. 컨트롤러(200)는 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 형태로 구현될 수 있다.The controller 200 may control all operations of the data storage device 10 by driving firmware or software loaded in the memory 230. The controller 200 may decode and drive an instruction or algorithm in the form of code such as firmware or software. The controller 200 may be implemented in hardware or a combination of hardware and software.

도 1을 참고하면, 컨트롤러(200)는 호스트 인터페이스(210), 제1 코어(220), 메모리(230) 및 제2 코어(240)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시하지는 않았으나, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 제공된 라이트 데이터를 ECC(error correction code) 인코딩하여 패리티(parity)를 생성하고, 불휘발성 메모리 장치(100)로부터 독출된 리드 데이터를 패리티(parity)를 이용하여 ECC(error correction code) 디코딩하는 ECC 엔진을 더 포함할 수도 있다. ECC 엔진은 제2 코어(240) 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1, the controller 200 may include a host interface 210, a first core 220, a memory 230, and a second core 240. Although not shown in FIG. 1, the controller 200 generates parity by encoding the write data provided from the host device with an error correction code (ECC), and parity the read data read from the nonvolatile memory device 100. parity) may further include an ECC engine that decodes an error correction code (ECC). The ECC engine may be provided inside or outside the second core 240.

호스트 인터페이스(210)는 호스트 장치의 프로토콜에 대응하여 호스트 장치와 데이터 저장 장치(10) 사이를 인터페이싱할 수 있다. 예를 들어, 호스트 인터페이스(210)는 USB(universal serial bus), UFS(universal flash storage), MMC(multimedia card), PATA(parallel advanced technology attachment), SATA(serial advanced technology attachment), SCSI(small computer system interface), SAS(serial attached SCSI), PCI(peripheral component interconnection), PCI-e(PCI express) 프로토콜 중 어느 하나를 통해 호스트 장치와 통신할 수 있다.The host interface 210 may interface between the host device and the data storage device 10 in response to a protocol of the host device. For example, the host interface 210 is a universal serial bus (USB), universal flash storage (UFS), a multimedia card (MMC), a parallel advanced technology attachment (PATA), a serial advanced technology attachment (SATA), a small computer (SCSI). system interface), serial attached SCSI (SAS), peripheral component interconnection (PCI), and PCI express (PCI-e) protocol.

도 6을 참조하면, 제1 코어(220)는 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하면, 논리주소(LPN)를 물리주소(PPN)로 변환하고, 변환된 상기 물리주소(PPN)를 포함하는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 제2 코어(240)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 6, when receiving any one of a write command and a read command including a logical address from a host device, the first core 220 converts the logical address LPN into a physical address PPN, and the converted A pre-command packet including the physical address (PPN) may be transmitted to the second core 240.

구체적으로, 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 리드 커맨드를 수신한 경우, 제1 코어(220)는 기 저장된 L2P 맵 테이블을 참고하여 호스트 장치로부터 전송된 리드 커맨드에 포함된 상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환할 수 있다.Specifically, when receiving a read command including a logical address from the host device, the first core 220 refers to a previously stored L2P map table to match the logical address included in the read command transmitted from the host device. Can be converted to an address.

만약, 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드를 수신한 경우, 제1 코어(220)는 호스트 장치로부터 전송된 논리주소에 해당하는 데이터를 라이트할 물리주소를 설정할 수 있다.If a write command including a logical address is received from the host device, the first core 220 may set a physical address to write data corresponding to the logical address transmitted from the host device.

상술한 프리 커맨드 패킷은 호스트 장치로부터 전송된 논리주소에 대한 물리주소가 정해진 시점 직후(도 6의 L2P Translation Finished Here) 컨펌 커맨드를 제외하고 불휘발성 메모리 장치(100)로 미리 전송할 수 있는 커맨드 정보를 포함할 수 있다.The above-described pre-command packet includes command information that can be transmitted to the nonvolatile memory device 100 in advance, except for the confirm command, immediately after the physical address for the logical address transmitted from the host device is determined (L2P Translation Finished Here in FIG. 6). Can include.

예를 들어, 프리 커맨드 패킷은 SLC, TLC 또는 MLC와 같은 데이터 저장방식(Reliable 모드), 라이트/리드 커맨드 및 주소정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 호스트 장치로부터 리드 커맨드를 수신한 경우, 프리 커맨드 패킷은 데이터 저장방식(Reliable 모드), 채널, CE, NAND Row Address, NAND Column Address 및 리드 커맨드를 포함할 수 있다. 만약, SLC 1 Plane Read Operation인 경우, 프리 커맨드는 DAh-00h-CCRRR과 같은 형태일 수 있다. 이때, DAh는 데이터 저장 방식이고, 00h는 리드 커맨드, CCRRR은 주소정보일 수 있다. 만약, 4Plane Read Operation인 경우, 프리 커맨드는 00h CCRRR 31h - 00h CCRRR 31h - 00h CCRRR 31h - 00h CCRRR과 같은 형태일 수 있다. 이때, 00h는 리드 커맨드, CCRRR은 주소정보, 31h는 플레인 체인지 커맨드일 수 있다.For example, the pre-command packet may include a data storage method (Reliable mode) such as SLC, TLC, or MLC, write/read commands, and address information. Specifically, when a read command is received from the host device, the pre-command packet may include a data storage method (Reliable mode), a channel, a CE, a NAND Row Address, a NAND Column Address, and a read command. In the case of SLC 1 Plane Read Operation, the pre-command may be in the form of DAh-00h-CCRRR. In this case, DAh may be a data storage method, 00h may be a read command, and CCRRR may be address information. In the case of 4Plane Read Operation, the pre-command may be in the form of 00h CCRRR 31h-00h CCRRR 31h-00h CCRRR 31h-00h CCRRR. Here, 00h may be a read command, CCRRR may be address information, and 31h may be a plane change command.

한편, 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 프리 커맨드 패킷은 SLC, TLC 또는 MLC와 같은 데이터 저장방식(Reliable 모드), 채널, CE, NAND Row Address, NAND Column Address, 버퍼 어드레스, 라이트 커맨드 및 라이트 할 데이터를 포함할 수 있다. 이때, 라이트 할 데이터는 유저 데이터를 의미할 수 있다. 만약, SLC 1Plane Write Operation with Datain인 경우, 프리 커맨드는 DAh-80h-CCRRR-DataInput과 같은 형태일 수 있다. 이때, DAh는 데이터 저장 방식이고, 80h는 라이트 커맨드, CCRRR은 주소정보, DataInput은 라이트할 데이터일 수 있다.On the other hand, when a write command is received from the host device, the pre-command packet is a data storage method such as SLC, TLC or MLC (Reliable mode), channel, CE, NAND Row Address, NAND Column Address, buffer address, write command and write. You can include data to do. In this case, the data to be written may mean user data. In the case of SLC 1Plane Write Operation with Datain, the pre-command may be in the form of DAh-80h-CCRRR-DataInput. In this case, DAh may be a data storage method, 80h may be a write command, CCRRR may be address information, and DataInput may be data to be written.

만약, 4Plane Write Operation with Datain인 경우, 프리 커맨드는 80h CCRRR DataIn 11h - 80h CCRRR DataIn 11h - 80h CCRRR DataIn 11h - 80h CCRRR DataIn과 같은 형태일 수 있다. 이때, 80h는 라이트 커맨드, CCRRR은 주소정보, DataIn은 라이트할 데이터, 11h는 플레인 체인지 커맨드일 수 있다.If, in the case of 4Plane Write Operation with Datain, the pre-command may be in the form of 80h CCRRR DataIn 11h-80h CCRRR DataIn 11h-80h CCRRR DataIn 11h-80h CCRRR DataIn. In this case, 80h may be a write command, CCRRR may be address information, DataIn may be data to be written, and 11h may be a plane change command.

다른 한편, 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 프리 커맨드 패킷은 SLC, TLC 또는 MLC와 같은 데이터 저장방식(Reliable 모드), 채널, CE, NAND Row Address, NAND Column Address, 버퍼 어드레스 및 라이트 커맨드를 포함할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 프리 커맨드 패킷이 포함하는 파라미터는 운용자의 필요에 따라 변경 가능하다 할 것이다. 만약, SLC 1Plane Write Operation without Datain인 경우, 프리 커맨드는 DAh-80h-CCRRR 과 같은 형태일 수 있다. 이때, DAh는 데이터 저장 방식이고, 80h는 라이트 커맨드, CCRRR은 주소정보일 수 있다.On the other hand, when a write command is received from the host device, the pre-command packet includes a data storage method such as SLC, TLC or MLC (Reliable mode), channel, CE, NAND Row Address, NAND Column Address, buffer address, and write command. Can include. It is not limited thereto, and parameters included in the pre-command packet can be changed according to the needs of the operator. In the case of SLC 1Plane Write Operation without Datain, the pre-command may be in the form of DAh-80h-CCRRR. In this case, DAh may be a data storage method, 80h may be a write command, and CCRRR may be address information.

또한, 제1 코어(220)는 프리 커맨드 패킷을 제2 코어(240)로 전달하고, 프리 커맨드 패킷과 관련된 동작을 제외한 나머지 동작을 처리(도 6의 ④)할 수 있다. 즉, 제1 코어(220)는 리드/라이트 커맨드와 관련된 패키징(packetizing) 등 나머지 작업을 수행하는 것이다.In addition, the first core 220 may transmit the pre-command packet to the second core 240 and may process the remaining operations except for operations related to the pre-command packet (4 in FIG. 6). That is, the first core 220 performs the rest of the work, such as packaging related to read/write commands.

제1 코어(220)는 나머지 동작 처리를 완료하면, 컨펌 커맨드(confirm command)를 전송할 수 있도록 포스트 커맨드 패킷(도 6의 post-command packet)을 제2 코어(240)로 전송할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치(100)는 제2 코어(240)로부터 컨펌 커맨드를 수신한 이후에 리드 커맨드 또는 라이트 커맨드에 착수할 수 있다.The first core 220 may transmit a post command packet (post-command packet of FIG. 6) to the second core 240 so that a confirm command may be transmitted when the remaining operation processing is completed. The nonvolatile memory device 100 may initiate a read command or a write command after receiving the confirm command from the second core 240.

한편, 제1 코어(220)는 포스트 커맨드 패킷을 제2 코어(240)로 전송하기 전에 호스트 장치로부터 취소 커맨드(host abort command)를 수신하면, 제2 코어(240)로 포스트 커맨드 패킷을 전송하는 절차를 취소할 수 있다. 즉, 제1 코어(220)는 취소 커맨드를 수신하면 제2 코어(240)로 컨펌 커맨드를 전송하지 않는 것이고, 이에 따라, 불휘발성 메모리 장치(100)는 이전에 수신한 프리 커맨드에 대응되는 동작 처리를 수행하지 않는 것이다.Meanwhile, the first core 220 transmits a post command packet to the second core 240 when receiving a host abort command from the host device before transmitting the post command packet to the second core 240. You can cancel the procedure. That is, when the first core 220 receives the cancel command, it does not transmit the confirm command to the second core 240, and accordingly, the nonvolatile memory device 100 operates in response to the previously received pre-command. It does not perform processing.

다른 예로, 제1 코어(220)는 포스트 커맨드 패킷을 제2 코어(240)로 전송하기 전에 호스트 장치로부터 취소 커맨드를 수신하면, 취소 요청을 포함하는 포스트 커맨드 패킷을 제2 코어(240)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 제2 코어(240)는 취소 요청을 포함하는 포스트 커맨드 패킷을 수신하면 불휘발성 메모리 장치(100)로의 프리 커맨드 전송을 중단할 수 있다. 만약, 제2 코어(240)가 불휘발성 메모리 장치(100)로의 프리 커맨드의 전송을 완료한 후 취소 요청을 포함하는 포스트 커맨드 패킷을 수신한 경우, 불휘발성 메모리 장치(100)로 별도의 동작을 수행하지 않을 수 있다.As another example, if the first core 220 receives a cancel command from the host device before transmitting the post command packet to the second core 240, the first core 220 transmits a post command packet including a cancellation request to the second core 240. I can. Accordingly, the second core 240 may stop transmitting the pre-command to the nonvolatile memory device 100 when receiving a post command packet including a cancellation request. If the second core 240 completes the transmission of the pre-command to the nonvolatile memory device 100 and then receives a post command packet including a cancellation request, a separate operation is performed by the nonvolatile memory device 100. It may not be done.

상술한 제1 코어(220)는 호스트 장치로부터 전송된 요청을 처리할 수 있다. 호스트 장치로부터 전송된 요청을 처리하기 위해서, 제1 코어(220)는 메모리(230)에 로딩된 코드 형태의 명령(instruction) 또는 알고리즘, 즉, 펌웨어를 구동하고, 호스트 인터페이스(210), 메모리(230) 및 제2 코어(240) 등과 같은 내부 장치들 및 불휘발성 메모리 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.The above-described first core 220 may process a request transmitted from a host device. In order to process a request transmitted from the host device, the first core 220 drives an instruction or algorithm in the form of a code loaded in the memory 230, that is, the firmware, and the host interface 210, the memory ( Internal devices such as 230 and the second core 240 and operations of the nonvolatile memory device 100 may be controlled.

제1 코어(220)는 호스트 장치로부터 전송된 요청들에 근거하여 불휘발성 메모리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하고, 생성된 제어 신호들을 제2 코어(240)를 통해 불휘발성 메모리 장치(100)로 제공할 수 있다.The first core 220 generates control signals for controlling the operation of the nonvolatile memory device 100 based on requests transmitted from the host device, and transmits the generated control signals through the second core 240. It may be provided as a volatile memory device 100.

메모리(230)는 논리주소와 상기 논리주소와 매칭된 물리주소를 포함하는 L2P 맵 테이블을 저장할 수 있다.The memory 230 may store an L2P map table including a logical address and a physical address matched with the logical address.

상술한 메모리(230)는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 또는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)를 포함할 수 있다. 메모리(230)는 제1 코어(220)에 의해서 구동되는 펌웨어를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(230)는 펌웨어의 구동에 필요한 데이터, 예를 들면, 메타 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 메모리(230)는 제1 코어(220)의 동작 메모리(working memory)로서 동작할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 컨트롤러(200)는 제1 코어(220)에 인접하게 배치되는 제1 코어 전용 메모리를 더 포함할 수 있으며, 메모리(230)에 저장된 펌웨어 및 메타 데이터는 제1 코어 전용 메모리에 로드될 수도 있다.The above-described memory 230 may include dynamic random access memory (DRAM) or static random access memory (SRAM). The memory 230 may store firmware driven by the first core 220. In addition, the memory 230 may store data necessary for driving the firmware, for example, metadata. That is, the memory 230 may operate as a working memory of the first core 220. Although not shown in FIG. 1, the controller 200 may further include a memory dedicated to a first core disposed adjacent to the first core 220, and firmware and metadata stored in the memory 230 may be It can also be loaded into dedicated memory.

메모리(230)는 호스트 장치로부터 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송될 라이트 데이터 또는 불휘발성 메모리 장치(100)로부터 독출되어 호스트 장치로 전송될 리드 데이터를 임시 저장하기 위한 데이터 버퍼를 포함하도록 구성될 수 있다. 즉, 메모리(230)는 버퍼 메모리(buffer memory)로서 동작할 수 있다.The memory 230 may be configured to include a data buffer for temporarily storing write data to be transmitted from the host device to the nonvolatile memory device 100 or read data read from the nonvolatile memory device 100 and transmitted to the host device. I can. That is, the memory 230 may operate as a buffer memory.

도 1에서는 메모리(230)가 컨트롤러(200)의 내부에 구비된 것을 예를 들어 도시하였으나, 메모리(230)는 컨트롤러(200)의 외부에 구비될 수도 있다.In FIG. 1, for example, the memory 230 is provided inside the controller 200, but the memory 230 may be provided outside the controller 200.

제2 코어(240)는 프리 커맨드 패킷을 라이트 커맨드 또는 리드 커맨드의 사양(specification)에 맞게 생성한 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하고, 나머지 동작 처리 완료 후 제1 코어(220)로부터 전달되는 포스트 커맨드 패킷(post-command packet)을 기초로 컨펌 커맨드를 생성하여 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다.The second core 240 transmits a pre-command generated in accordance with the specification of a write command or a read command to the nonvolatile memory device 100, and after processing the remaining operations, the first core 220 A confirmation command may be generated based on a post-command packet transmitted from and transmitted to the nonvolatile memory device 100.

제2 코어(240)는 불휘발성 메모리 장치(100)의 레디(ready) 상태 또는 비지(busy) 상태를 저장하고, 불휘발성 메모리 장치(100)가 레디 상태인 경우 프리 커맨드 또는 컨펌 커맨드를 전송할 수 있다. 만약, 불휘발성 메모리 장치(100)가 비지 상태인 경우, 제2 코어(240)는 불휘발성 메모리 장치(100)로의 프리 커맨드 또는 컨펌 커맨드를 전송하지 않고 대기할 수 있다.The second core 240 stores a ready state or a busy state of the nonvolatile memory device 100, and can transmit a pre-command or a confirm command when the nonvolatile memory device 100 is in a ready state. have. If the nonvolatile memory device 100 is in a busy state, the second core 240 may wait without transmitting a pre-command or a confirm command to the nonvolatile memory device 100.

제2 코어(240)는 프리 커맨드의 불휘발성 메모리 장치(100)로의 전송 중, 전송 완료 및 전송 준비를 포함하는 전송 상태를 관리할 수 있다.The second core 240 may manage a transmission state during transmission of a pre-command to the nonvolatile memory device 100, including completion of transmission and preparation for transmission.

제2 코어(240)는 불휘발성 메모리 장치(100)로 프리 커맨드를 전송하기 시작하면 전송 중, 불휘발성 메모리 장치(100)로의 프리 커맨드 전송이 완료되면 전송 완료, 불휘발성 메모리 장치(100)로 프리 커맨드를 전송하기 이전인 경우 전송 준비로 프리 커맨드에 대한 전송 상태를 관리할 수 있다.When the second core 240 starts to transmit the pre-command to the nonvolatile memory device 100, the transmission is completed when the pre-command transmission to the nonvolatile memory device 100 is completed. In the case of prior to transmission of the pre-command, the transmission state of the pre-command can be managed in preparation for transmission.

제2 코어(240)는 컨펌 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하기 전에 전송 상태를 통해 프리 커맨드의 전송여부를 파악하여, 컨펌 커맨드 전송 시 프리 커맨드를 전송할지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 프리 커맨드의 전송 상태가 전송 준비인 경우, 제2 코어(240)는 컨펌 커맨드 전송 시 프리 커맨드도 함께 전송할 수 있다.Before transmitting the confirm command to the nonvolatile memory device 100, the second core 240 may determine whether to transmit the pre-command through the transmission state and determine whether to transmit the pre-command when transmitting the confirm command. If the transmission state of the pre-command is ready for transmission, the second core 240 may also transmit the pre-command when transmitting the confirm command.

도 7을 참고하면, 제2 코어(240)는 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하는 중에 제1 코어(220)로부터 포스트 커맨드 패킷(도 7의 post-command packet)을 수신하면, 전송 중인 프리 커맨드의 전송(pre-command issue)이 완료되기를 기다린 후 컨펌 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송(confirm command issue)할 수 있다.Referring to FIG. 7, when the second core 240 receives a post command packet (post-command packet of FIG. 7) from the first core 220 while transmitting a pre-command to the nonvolatile memory device 100, After waiting for a pre-command issue being transmitted to be completed, a confirm command may be transmitted to the nonvolatile memory device 100 (confirm command issue).

이때, 제2 코어(240)는 프리 커맨드의 전송 상태를 확인하여 프리 커맨드가 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송 중임을 파악할 수 있다.In this case, the second core 240 may determine that the pre-command is being transmitted to the nonvolatile memory device 100 by checking the transmission state of the pre-command.

제2 코어(240)는 제1 코어(220)의 제어에 따라 불휘발성 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치(100)가 낸드 플래시 메모리로 구성되는 경우, 제2 코어(240)는 플래시 컨트롤 탑(flash control top, FCT)으로도 불릴 수 있다. 제2 코어(240)는 제1 코어(220)에 의해 생성된 제어 신호들을 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다. 제어 신호들은 불휘발성 메모리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 커맨드, 어드레스, 동작 제어 신호 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 동작 제어 신호는 예를 들어, 칩 인에이블 신호, 커맨드 래치 인에이블 신호, 어드레스 래치 인에이블 신호, 라이트 인에이블 신호, 리드 인에이블 신호, 데이터 스트로브 신호 등을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 코어(240)는 라이트 데이터를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하거나, 불휘발성 메모리 장치(100)로부터 리드 데이터를 수신할 수 있다.The second core 240 may control the nonvolatile memory device 100 according to the control of the first core 220. When the nonvolatile memory device 100 is configured as a NAND flash memory, the second core 240 may also be referred to as a flash control top (FCT). The second core 240 may transmit control signals generated by the first core 220 to the nonvolatile memory device 100. The control signals may include a command, an address, an operation control signal, etc. for controlling the operation of the nonvolatile memory device 100. Here, the operation control signal may include, for example, a chip enable signal, a command latch enable signal, an address latch enable signal, a write enable signal, a read enable signal, a data strobe signal, and the like. It is not limited. Also, the second core 240 may transmit write data to the nonvolatile memory device 100 or may receive read data from the nonvolatile memory device 100.

제2 코어(240)와 불휘발성 메모리 장치(100)는 복수의 채널들(CH1~CHn))을 통해 연결될 수 있다. 제2 코어(240)는 복수의 채널들(CH1~CHn)을 통해 불휘발성 메모리 장치(100)로 커맨드, 어드레스, 동작 제어 신호 및 데이터(즉, 라이트 데이터) 등과 같은 신호들을 전송할 수 있다. 또한, 제2 코어(240)는 복수의 채널들(CH1~CHn)을 통해 불휘발성 메모리 장치(100)로부터 상태 신호(예컨대, 레디/비지(ready/busy)) 및 데이터(즉, 리드 데이터) 등을 수신할 수 있다.The second core 240 and the nonvolatile memory device 100 may be connected through a plurality of channels CH1 to CHn. The second core 240 may transmit signals such as a command, an address, an operation control signal, and data (ie, write data) to the nonvolatile memory device 100 through a plurality of channels CH1 to CHn. In addition, the second core 240 includes a status signal (eg, ready/busy) and data (ie, read data) from the nonvolatile memory device 100 through a plurality of channels CH1 to CHn. Etc. can be received.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a data storage device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신할 수 있다(S101).First, the controller 200 may receive any one of a write command and a read command including a logical address from the host device (S101).

다음, 컨트롤러(200)는 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환할 수 있다(S103).Next, the controller 200 may convert the logical address into a matching physical address (S103).

구체적으로, 단계 S101에서 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 리드 커맨드를 수신한 경우, 컨트롤러(200)는 기 저장된 L2P 맵 테이블을 참고하여 호스트 장치로부터 전송된 리드 커맨드에 포함된 상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환할 수 있다.Specifically, when receiving a read command including a logical address from the host device in step S101, the controller 200 matches the logical address included in the read command transmitted from the host device by referring to a previously stored L2P map table. It can be converted to a physical address.

만약, 단계 S101에서 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드를 수신한 경우, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 전송된 논리주소에 해당하는 데이터를 라이트할 물리주소를 설정할 수 있다. If, in step S101, a write command including a logical address is received from the host device, the controller 200 may set a physical address to write data corresponding to the logical address transmitted from the host device.

다음, 컨트롤러(200)는 변환된 물리주소를 포함하여 불휘발성 메모리 장치(100)로 미리 전송할 수 있는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 생성할 수 있다(S105).Next, the controller 200 may generate a pre-command packet that can be transmitted to the nonvolatile memory device 100 in advance including the converted physical address (S105).

도 3을 참조하면, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 리드 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 리드 커맨드 및 주소정보를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3, when receiving a read command from a host device, the controller 200 may generate a pre-command packet including a data storage method, a read command, and address information.

도 4를 참조하면, 컨트롤러(200)는 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 라이트 커맨드, 주소정보 및 라이트 할 데이터를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 4, when receiving a write command from a host device, the controller 200 may generate a pre-command packet including a data storage method, a write command, address information, and data to be written.

도 5를 참조하면, 컨트롤러(200)는 데이터 저장방식, 라이트 커맨드 및 주소정보를 포함하는 프리 커맨드 패킷을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the controller 200 may generate a pre-command packet including a data storage method, a write command, and address information.

다음, 컨트롤러(200)는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 라이트 커맨드 또는 리드 커맨드의 사양에 따라 생성한 프리 커맨드(pre-command)를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다(S107).Next, the controller 200 may transmit a pre-command that generates a pre-command packet according to a specification of a write command or a read command to the nonvolatile memory device 100 (S107). .

또한, 컨트롤러(200)는 생성된 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 수행할 수 있다(S107). In addition, the controller 200 may perform other operation processing except for the operation related to the generated pre-command (S107).

상술한 S107의 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하는 동작과 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작은 동시에 수행될 수 있다.Except for the operation of transmitting the pre-command of S107 to the nonvolatile memory device 100 and the operation related to the pre-command described above, the remaining operations may be simultaneously performed.

다음, 컨트롤러(200)는 나머지 동작 처리가 완료되면 컨펌 커맨드(confirm command)를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다(S109, S111).Next, the controller 200 may transmit a confirm command to the nonvolatile memory device 100 when the remaining operation processing is completed (S109 and S111).

상술한 단계 S107 및 S111에서, 컨트롤러(200)는 프리 커맨드 또는 컨펌 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 때, 불휘발성 메모리 장치(100)가 레디(ready) 상태인 경우 프리 커맨드 또는 컨펌 커맨드를 전송할 수 있다.In the above-described steps S107 and S111, when the controller 200 transmits a pre-command or a confirm command to the nonvolatile memory device 100, when the nonvolatile memory device 100 is in a ready state, a pre-command or a confirm command is performed. Can be transmitted.

도시하지 않았지만, 컨트롤러(200)는 프리 커맨드의 불휘발성 메모리 장치(100)로의 전송 중, 전송 완료 및 전송 준비를 포함하는 전송 상태를 관리할 수 있다. Although not shown, the controller 200 may manage a transmission state including completion of transmission and preparation for transmission during transmission of a pre-command to the nonvolatile memory device 100.

컨트롤러(200)는 컨펌 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하기 전에 전송 상태를 통해 프리 커맨드의 전송여부를 파악하여, 컨펌 커맨드 전송 시 프리 커맨드를 전송할지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 프리 커맨드의 전송 상태가 전송 준비인 경우, 컨트롤러(200)는 컨펌 커맨드 전송 시 프리 커맨드도 함께 전송할 수 있는 것이다.Before transmitting the confirm command to the nonvolatile memory device 100, the controller 200 may determine whether to transmit the pre-command through the transmission state and determine whether to transmit the pre-command when transmitting the confirm command. If the transmission state of the pre-command is ready for transmission, the controller 200 may also transmit the pre-command when transmitting the confirm command.

한편, 단계 S107의 프리 커맨드(pre-command)를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하는 단계 이후, 단계 S111의 컨펌 커맨드(confirm command)를 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계 이전에, 프리 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송하는 중에 나머지 동작 처리가 완료됨에 따라 포스트 커맨드 패킷이 생성되면, 컨트롤러(200)는 전송 중인 프리 커맨드의 전송이 완료되기를 기다린 후 컨펌 커맨드를 불휘발성 메모리 장치(100)로 전송할 수 있다(도 7 참조).Meanwhile, after the step of transmitting the pre-command in step S107 to the nonvolatile memory device 100, and before the step of transmitting the confirm command in step S111 to the nonvolatile memory device, the pre-command is When a post command packet is generated as the rest of the operation processing is completed during transmission to the nonvolatile memory device 100, the controller 200 waits for the transmission of the pre-command being transmitted to be completed, and then sends a confirm command to the nonvolatile memory device 100. ) Can be transmitted (see Fig. 7).

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 데이터 처리 시스템(2000)은 호스트 장치(2100)와 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)(2200)(이하, SSD라 칭함)를 포함할 수 있다.9 is a diagram illustrating a data processing system including a solid state drive (SSD) according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the data processing system 2000 may include a host device 2100 and a solid state drive 2200 (hereinafter referred to as an SSD).

SSD(2200)는 컨트롤러(2210), 버퍼 메모리 장치(2220), 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n), 전원 공급기(2240), 신호 커넥터(2250) 및 전원 커넥터(2260)를 포함할 수 있다.The SSD 2200 may include a controller 2210, a buffer memory device 2220, nonvolatile memory devices 2231 to 223n, a power supply 2240, a signal connector 2250, and a power connector 2260. .

컨트롤러(2210)는 SSD(2200)의 제반 동작을 제어할 수 있다.The controller 2210 may control all operations of the SSD 2200.

버퍼 메모리 장치(2220)는 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(2220)는 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로부터 읽힌 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(2220)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(2210)의 제어에 따라 호스트 장치(2100) 또는 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로 전송될 수 있다.The buffer memory device 2220 may temporarily store data to be stored in the nonvolatile memory devices 2231 to 223n. Also, the buffer memory device 2220 may temporarily store data read from the nonvolatile memory devices 2231 to 223n. Data temporarily stored in the buffer memory device 2220 may be transmitted to the host device 2100 or the nonvolatile memory devices 2231 to 223n under the control of the controller 2210.

불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)은 SSD(2200)의 저장 매체로 사용될 수 있다. 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n) 각각은 복수의 채널들(CH1~CHn)을 통해 컨트롤러(2210)와 연결될 수 있다. 하나의 채널에는 하나 또는 그 이상의 불휘발성 메모리 장치가 연결될 수 있다. 하나의 채널에 연결되는 불휘발성 메모리 장치들은 동일한 신호 버스 및 데이터 버스에 연결될 수 있다.The nonvolatile memory devices 2231 to 223n may be used as a storage medium of the SSD 2200. Each of the nonvolatile memory devices 2231 to 223n may be connected to the controller 2210 through a plurality of channels CH1 to CHn. One or more nonvolatile memory devices may be connected to one channel. Nonvolatile memory devices connected to one channel may be connected to the same signal bus and data bus.

전원 공급기(2240)는 전원 커넥터(2260)를 통해 입력된 전원(PWR)을 SSD(2200) 내부에 제공할 수 있다. 전원 공급기(2240)는 보조 전원 공급기(2241)를 포함할 수 있다. 보조 전원 공급기(2241)는 서든 파워 오프(sudden power off)가 발생되는 경우, SSD(2200)가 정상적으로 종료될 수 있도록 전원을 공급할 수 있다. 보조 전원 공급기(2241)는 전원(PWR)을 충전할 수 있는 대용량 캐패시터들(capacitors)을 포함할 수 있다.The power supply 2240 may provide power PWR input through the power connector 2260 into the SSD 2200. The power supply 2240 may include an auxiliary power supply 2241. The auxiliary power supply 2241 may supply power so that the SSD 2200 is normally terminated when a sudden power off occurs. The auxiliary power supply 2241 may include large-capacity capacitors capable of charging power PWR.

컨트롤러(2210)는 신호 커넥터(2250)를 통해서 호스트 장치(2100)와 신호(SGL)를 주고받을 수 있다. 여기에서, 신호(SGL)는 커맨드, 어드레스, 데이터 등을 포함할 수 있다. 신호 커넥터(2250)는 호스트 장치(2100)와 SSD(2200)의 인터페이스 방식에 따라 다양한 형태의 커넥터로 구성될 수 있다.The controller 2210 may exchange signals SGL with the host device 2100 through the signal connector 2250. Here, the signal SGL may include a command, an address, and data. The signal connector 2250 may be configured with various types of connectors according to an interface method between the host device 2100 and the SSD 2200.

도 10은 도 9의 컨트롤러의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 컨트롤러(2210)는 호스트 인터페이스 유닛(2211), 컨트롤 유닛(2212), 랜덤 액세스 메모리(2213), 에러 정정 코드(ECC) 유닛(2214) 및 메모리 인터페이스 유닛(2215)을 포함할 수 있다.10 is a diagram illustrating a configuration of the controller of FIG. 9 by way of example. Referring to FIG. 10, the controller 2210 includes a host interface unit 2211, a control unit 2212, a random access memory 2213, an error correction code (ECC) unit 2214, and a memory interface unit 2215. can do.

호스트 인터페이스 유닛(2211)은, 호스트 장치(2100)의 프로토콜에 따라서, 호스트 장치(2100)와 SSD(2200)를 인터페이싱할 수 있다. 예를 들면, 호스트 인터페이스 유닛(2211)은, 시큐어 디지털(secure digital), USB(universal serial bus), MMC(multi-media card), eMMC(embedded MMC), PCMCIA(personal computer memory card international association), PATA(parallel advanced technology attachment), SATA(serial advanced technology attachment), SCSI(small computer system interface), SAS(serial attached SCSI), PCI(peripheral component interconnection), PCI-E(PCI Express), UFS(universal flash storage) 프로토콜들 중 어느 하나를 통해서 호스트 장치(2100)와 통신할 수 있다. 또한, 호스트 인터페이스 유닛(2211)은 호스트 장치(2100)가 SSD(2200)를 범용 데이터 저장 장치, 예를 들면, 하드 디스크 드라이브(HDD)로 인식하도록 지원하는 디스크 에뮬레이션(disk emulation) 기능을 수행할 수 있다.The host interface unit 2211 may interface the host device 2100 and the SSD 2200 according to the protocol of the host device 2100. For example, the host interface unit 2211 includes secure digital, universal serial bus (USB), multi-media card (MMC), embedded MMC (eMMC), personal computer memory card international association (PCMCIA), and Parallel advanced technology attachment (PATA), serial advanced technology attachment (SATA), small computer system interface (SCSI), serial attached SCSI (SAS), peripheral component interconnection (PCI), PCI Express (PCI-E), universal flash (UFS) storage) protocols may be used to communicate with the host device 2100. In addition, the host interface unit 2211 performs a disk emulation function that supports the host device 2100 to recognize the SSD 2200 as a general-purpose data storage device, for example, a hard disk drive (HDD). I can.

컨트롤 유닛(2212)은 호스트 장치(2100)로부터 입력된 신호(SGL)를 분석하고 처리할 수 있다. 컨트롤 유닛(2212)은 SSD(2200)를 구동하기 위한 펌웨어 또는 소프트웨어에 따라서 내부 기능 블록들의 동작을 제어할 수 있다. 랜덤 액세스 메모리(2213)는 이러한 펌웨어 또는 소프트웨어를 구동하기 위한 동작 메모리로서 사용될 수 있다.The control unit 2212 may analyze and process the signal SGL input from the host device 2100. The control unit 2212 may control operations of internal function blocks according to firmware or software for driving the SSD 2200. The random access memory 2213 can be used as a working memory for driving such firmware or software.

에러 정정 코드(ECC) 유닛(2214)은 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로 전송될 데이터의 패리티 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 패리티 데이터는 데이터와 함께 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)에 저장될 수 있다. 에러 정정 코드(ECC) 유닛(2214)은 패리티 데이터에 근거하여 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로부터 독출된 데이터의 에러를 검출할 수 있다. 만약, 검출된 에러가 정정 범위 내이면, 에러 정정 코드(ECC) 유닛(2214)은 검출된 에러를 정정할 수 있다.The error correction code (ECC) unit 2214 may generate parity data of data to be transmitted to the nonvolatile memory devices 2231 to 223n. The generated parity data may be stored in the nonvolatile memory devices 2231 to 223n together with the data. The error correction code (ECC) unit 2214 may detect an error in data read from the nonvolatile memory devices 2231 to 223n based on the parity data. If the detected error is within the correction range, the error correction code (ECC) unit 2214 may correct the detected error.

메모리 인터페이스 유닛(2215)은, 컨트롤 유닛(2212)의 제어에 따라서, 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)에 커맨드 및 어드레스와 같은 제어 신호를 제공할 수 있다. 그리고 메모리 인터페이스 유닛(2215)은, 컨트롤 유닛(2212)의 제어에 따라서, 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)과 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들면, 메모리 인터페이스 유닛(2215)은 버퍼 메모리 장치(2220)에 저장된 데이터를 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로 제공하거나, 불휘발성 메모리 장치들(2231~223n)로부터 읽힌 데이터를 버퍼 메모리 장치(2220)로 제공할 수 있다.The memory interface unit 2215 may provide control signals such as commands and addresses to the nonvolatile memory devices 2231 to 223n under the control of the control unit 2212. In addition, the memory interface unit 2215 may exchange data with the nonvolatile memory devices 2231 to 223n under the control of the control unit 2212. For example, the memory interface unit 2215 provides data stored in the buffer memory device 2220 to the nonvolatile memory devices 2231 to 223n, or buffers data read from the nonvolatile memory devices 2231 to 223n. It may be provided as a memory device 2220.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 데이터 처리 시스템(3000)은 호스트 장치(3100)와 데이터 저장 장치(3200)를 포함할 수 있다.11 is a diagram illustrating a data processing system including a data storage device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, the data processing system 3000 may include a host device 3100 and a data storage device 3200.

호스트 장치(3100)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 같은 기판(board) 형태로 구성될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 호스트 장치(3100)는 호스트 장치의 기능을 수행하기 위한 내부 기능 블록들을 포함할 수 있다.The host device 3100 may be configured in the form of a board such as a printed circuit board. Although not shown, the host device 3100 may include internal functional blocks for performing functions of the host device.

호스트 장치(3100)는 소켓(socket), 슬롯(slot) 또는 커넥터(connector)와 같은 접속 터미널(3110)을 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치(3200)는 접속 터미널(3110)에 마운트(mount)될 수 있다.The host device 3100 may include a connection terminal 3110 such as a socket, a slot, or a connector. The data storage device 3200 may be mounted on the connection terminal 3110.

데이터 저장 장치(3200)는 인쇄 회로 기판과 같은 기판 형태로 구성될 수 있다. 데이터 저장 장치(3200)는 메모리 모듈 또는 메모리 카드로 불릴 수 있다. 데이터 저장 장치(3200)는 컨트롤러(3210), 버퍼 메모리 장치(3220), 불휘발성 메모리 장치(3231~3232), PMIC(power management integrated circuit)(3240) 및 접속 터미널(3250)을 포함할 수 있다.The data storage device 3200 may be configured in the form of a substrate such as a printed circuit board. The data storage device 3200 may be referred to as a memory module or a memory card. The data storage device 3200 may include a controller 3210, a buffer memory device 3220, a nonvolatile memory device 3231 to 3232, a power management integrated circuit (PMIC) 3240, and a connection terminal 3250. .

컨트롤러(3210)는 데이터 저장 장치(3200)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(3210)는 도 10에 도시된 컨트롤러(2210)와 동일하게 구성될 수 있다.The controller 3210 may control all operations of the data storage device 3200. The controller 3210 may be configured in the same manner as the controller 2210 shown in FIG. 10.

버퍼 메모리 장치(3220)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~3232)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(3220)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~3232)로부터 읽힌 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(3220)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(3210)의 제어에 따라 호스트 장치(3100) 또는 불휘발성 메모리 장치들(3231~3232)로 전송될 수 있다.The buffer memory device 3220 may temporarily store data to be stored in the nonvolatile memory devices 3231 to 3322. Also, the buffer memory device 3220 may temporarily store data read from the nonvolatile memory devices 3231 to 3322. Data temporarily stored in the buffer memory device 3220 may be transmitted to the host device 3100 or the nonvolatile memory devices 3231 to 3322 under the control of the controller 3210.

불휘발성 메모리 장치들(3231~3232)은 데이터 저장 장치(3200)의 저장 매체로 사용될 수 있다.The nonvolatile memory devices 3231 to 3232 may be used as a storage medium of the data storage device 3200.

PMIC(3240)는 접속 터미널(3250)을 통해 입력된 전원을 데이터 저장 장치(3200) 내부에 제공할 수 있다. PMIC(3240)는, 컨트롤러(3210)의 제어에 따라서, 데이터 저장 장치(3200)의 전원을 관리할 수 있다.The PMIC 3240 may provide power input through the connection terminal 3250 into the data storage device 3200. The PMIC 3240 may manage power of the data storage device 3200 according to the control of the controller 3210.

접속 터미널(3250)은 호스트 장치의 접속 터미널(3110)에 연결될 수 있다. 접속 터미널(3250)을 통해서, 호스트 장치(3100)와 데이터 저장 장치(3200) 간에 커맨드, 어드레스, 데이터 등과 같은 신호와, 전원이 전달될 수 있다. 접속 터미널(3250)은 호스트 장치(3100)와 데이터 저장 장치(3200)의 인터페이스 방식에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 접속 터미널(3250)은 데이터 저장 장치(3200)의 어느 한 변에 배치될 수 있다.The connection terminal 3250 may be connected to the connection terminal 3110 of the host device. Signals such as commands, addresses, data, and power may be transmitted between the host device 3100 and the data storage device 3200 through the connection terminal 3250. The connection terminal 3250 may be configured in various forms according to an interface method between the host device 3100 and the data storage device 3200. The connection terminal 3250 may be disposed on either side of the data storage device 3200.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 데이터 처리 시스템(4000)은 호스트 장치(4100)와 데이터 저장 장치(4200)를 포함할 수 있다.12 is a diagram illustrating a data processing system including a data storage device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the data processing system 4000 may include a host device 4100 and a data storage device 4200.

호스트 장치(4100)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 같은 기판(board) 형태로 구성될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 호스트 장치(4100)는 호스트 장치의 기능을 수행하기 위한 내부 기능 블록들을 포함할 수 있다.The host device 4100 may be configured in the form of a board such as a printed circuit board. Although not shown, the host device 4100 may include internal functional blocks for performing functions of the host device.

데이터 저장 장치(4200)는 표면 실장형 패키지 형태로 구성될 수 있다. 데이터 저장 장치(4200)는 솔더 볼(solder ball)(4250)을 통해서 호스트 장치(4100)에 마운트될 수 있다. 데이터 저장 장치(4200)는 컨트롤러(4210), 버퍼 메모리 장치(4220) 및 불휘발성 메모리 장치(4230)를 포함할 수 있다.The data storage device 4200 may be configured in the form of a surface-mounted package. The data storage device 4200 may be mounted on the host device 4100 through a solder ball 4250. The data storage device 4200 may include a controller 4210, a buffer memory device 4220, and a nonvolatile memory device 4230.

컨트롤러(4210)는 데이터 저장 장치(4200)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(4210)는 도 10에 도시된 컨트롤러(2210)와 동일하게 구성될 수 있다.The controller 4210 may control all operations of the data storage device 4200. The controller 4210 may be configured in the same manner as the controller 2210 shown in FIG. 10.

버퍼 메모리 장치(4220)는 불휘발성 메모리 장치(4230)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(4220)는 불휘발성 메모리 장치들(4230)로부터 읽힌 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(4220)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(4210)의 제어에 따라 호스트 장치(4100) 또는 불휘발성 메모리 장치(4230)로 전송될 수 있다.The buffer memory device 4220 may temporarily store data to be stored in the nonvolatile memory device 4230. Also, the buffer memory device 4220 may temporarily store data read from the nonvolatile memory devices 4230. Data temporarily stored in the buffer memory device 4220 may be transmitted to the host device 4100 or the nonvolatile memory device 4230 under the control of the controller 4210.

불휘발성 메모리 장치(4230)는 데이터 저장 장치(4200)의 저장 매체로 사용될 수 있다.The nonvolatile memory device 4230 may be used as a storage medium of the data storage device 4200.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 네트워크 시스템(5000)을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 13을 참조하면, 네트워크 시스템(5000)은 네트워크(5500)를 통해서 연결된 서버 시스템(5300) 및 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)을 포함할 수 있다.13 is a diagram illustrating a network system 5000 including a data storage device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, a network system 5000 may include a server system 5300 and a plurality of client systems 5410 to 5430 connected through a network 5500.

서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)의 요청에 응답하여 데이터를 서비스할 수 있다. 예를 들면, 서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)로부터 제공된 데이터를 저장할 수 있다. 다른 예로서, 서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)로 데이터를 제공할 수 있다.The server system 5300 may service data in response to a request from the plurality of client systems 5410 to 5430. For example, the server system 5300 may store data provided from a plurality of client systems 5410 to 5430. As another example, the server system 5300 may provide data to a plurality of client systems 5410 to 5430.

서버 시스템(5300)은 호스트 장치(5100) 및 데이터 저장 장치(5200)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치(5200)는 도 1의 데이터 저장 장치(10), 도 9의 데이터 저장 장치(2200), 도 11의 데이터 저장 장치(3200) 및 도 12의 데이터 저장 장치(4200)로 구성될 수 있다.The server system 5300 may include a host device 5100 and a data storage device 5200. The data storage device 5200 may include the data storage device 10 of FIG. 1, the data storage device 2200 of FIG. 9, the data storage device 3200 of FIG. 11, and the data storage device 4200 of FIG. 12. have.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치에 포함된 불휘발성 메모리 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 불휘발성 메모리 장치(300)는 메모리 셀 어레이(310), 행 디코더(320), 열 디코더(330), 데이터 읽기/쓰기 블럭(340), 전압 발생기(350) 및 제어 로직(360)을 포함할 수 있다.14 is a block diagram schematically illustrating a nonvolatile memory device included in a data storage device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the nonvolatile memory device 300 includes a memory cell array 310, a row decoder 320, a column decoder 330, a data read/write block 340, a voltage generator 350, and a control logic. It may include (360).

메모리 셀 어레이(310)는 워드 라인들(WL1~WLm)과 비트 라인들(BL1~BLn)이 서로 교차된 영역에 배열된 메모리 셀(MC)들을 포함할 수 있다.The memory cell array 310 may include memory cells MC arranged in a region where the word lines WL1 to WLm and the bit lines BL1 to BLn cross each other.

행 디코더(320)는 워드 라인들(WL1~WLm)을 통해서 메모리 셀 어레이(110)와 연결될 수 있다. 행 디코더(320)는 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 행 디코더(320)는 외부 장치(도시되지 않음)로부터 제공된 어드레스를 디코딩할 수 있다. 행 디코더(320)는 디코딩 결과에 근거하여 워드 라인들(WL1~WLm)을 선택하고, 구동할 수 있다. 예시적으로, 행 디코더(320)는 전압 발생기(350)로부터 제공된 워드 라인 전압을 워드 라인들(WL1~WLm)에 제공할 수 있다.The row decoder 320 may be connected to the memory cell array 110 through word lines WL1 to WLm. The row decoder 320 may operate under the control of the control logic 360. The row decoder 320 may decode an address provided from an external device (not shown). The row decoder 320 may select and drive the word lines WL1 to WLm based on the decoding result. For example, the row decoder 320 may provide the word line voltage provided from the voltage generator 350 to the word lines WL1 to WLm.

데이터 읽기/쓰기 블럭(140)은 비트 라인들(BL1~BLn)을 통해서 메모리 셀 어레이(310)와 연결될 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)은 비트 라인들(BL1~BLn) 각각에 대응하는 읽기/쓰기 회로들(RW1~RWn)을 포함할 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)은 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)은 동작 모드에 따라서 쓰기 드라이버로서 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)은 쓰기 동작 시 외부 장치로부터 제공된 데이터를 메모리 셀 어레이(310)에 저장하는 쓰기 드라이버로서 동작할 수 있다. 다른 예로서, 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)은 읽기 동작 시 메모리 셀 어레이(310)로부터 데이터를 독출하는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다.The data read/write block 140 may be connected to the memory cell array 310 through bit lines BL1 to BLn. The data read/write block 340 may include read/write circuits RW1 to RWn corresponding to each of the bit lines BL1 to BLn. The data read/write block 340 may operate under the control of the control logic 360. The data read/write block 340 may operate as a write driver or a sense amplifier according to an operation mode. For example, the data read/write block 340 may operate as a write driver that stores data provided from an external device in the memory cell array 310 during a write operation. As another example, the data read/write block 340 may operate as a sense amplifier that reads data from the memory cell array 310 during a read operation.

열 디코더(330)는 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 열 디코더(330)는 외부 장치로부터 제공된 어드레스를 디코딩할 수 있다. 열 디코더(330)는 디코딩 결과에 근거하여 비트 라인들(BL1~BLn) 각각에 대응하는 데이터 읽기/쓰기 블럭(340)의 읽기/쓰기 회로들(RW1~RWn)과 데이터 입출력 라인(또는 데이터 입출력 버퍼)을 연결할 수 있다.The column decoder 330 may operate under the control of the control logic 360. The column decoder 330 may decode an address provided from an external device. The column decoder 330 includes read/write circuits RW1 to RWn and a data input/output line (or data input/output) of the data read/write block 340 corresponding to each of the bit lines BL1 to BLn based on the decoding result. Buffer) can be connected.

전압 발생기(350)는 불휘발성 메모리 장치(300)의 내부 동작에 사용되는 전압을 생성할 수 있다. 전압 발생기(350)에 의해서 생성된 전압들은 메모리 셀 어레이(310)의 메모리 셀들에 인가될 수 있다. 예를 들면, 프로그램 동작 시 생성된 프로그램 전압은 프로그램 동작이 수행될 메모리 셀들의 워드 라인에 인가될 수 있다. 다른 예로서, 소거 동작 시 생성된 소거 전압은 소거 동작이 수행될 메모리 셀들의 웰-영역에 인가될 수 있다. 다른 예로서, 읽기 동작 시 생성된 읽기 전압은 읽기 동작이 수행될 메모리 셀들의 워드 라인에 인가될 수 있다.The voltage generator 350 may generate a voltage used for internal operation of the nonvolatile memory device 300. Voltages generated by the voltage generator 350 may be applied to the memory cells of the memory cell array 310. For example, a program voltage generated during a program operation may be applied to word lines of memory cells in which the program operation is to be performed. As another example, the erase voltage generated during the erase operation may be applied to a well-region of memory cells in which the erase operation is to be performed. As another example, a read voltage generated during a read operation may be applied to word lines of memory cells in which a read operation is to be performed.

제어 로직(360)은 외부 장치로부터 제공된 제어 신호에 근거하여 불휘발성 메모리 장치(300)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 로직(360)은 불휘발성 메모리 장치(300)의 읽기, 쓰기, 소거 동작과 같은 불휘발성 메모리 장치(300)의 동작을 제어할 수 있다.The control logic 360 may control all operations of the nonvolatile memory device 300 based on a control signal provided from an external device. For example, the control logic 360 may control operations of the nonvolatile memory device 300 such as read, write, and erase operations of the nonvolatile memory device 300.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof, so the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. You must understand. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

10: 데이터 저장 장치 100: 불휘발성 메모리 장치
200: 컨트롤러 210: 호스트 인터페이스
220: 제1 코어 230: 메모리
240: 제2 코어10: data storage device 100: nonvolatile memory device
200: controller 210: host interface
220: first core 230: memory
240: second core

Claims (17)

불휘발성 메모리 장치; 및
호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하면, 상기 논리주소를 물리주소로 변환하고 변환된 상기 물리주소를 포함하는 프리 커맨드(pre-command)를 생성하여 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하고, 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 완성하면 컨펌 커맨드(confirm command)를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 동작과 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 동시에 수행하는 데이터 저장 장치.Nonvolatile memory devices; And
When any one of a write command and a read command including a logical address is received from the host device, the logical address is converted into a physical address, and a pre-command including the converted physical address is generated, and the non-volatile A controller for transmitting to a memory device and transmitting a confirm command to the nonvolatile memory device upon completion of processing of operations other than the operation related to the pre-command,
The controller simultaneously performs an operation of transmitting the pre-command to the nonvolatile memory device and processing other operations other than an operation related to the pre-command. 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 논리주소와 상기 논리주소와 매칭된 물리주소를 포함하는 L2P 맵 테이블을 저장하는 메모리;
상기 호스트 장치로부터 상기 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하면, 상기 논리주소를 물리주소로 변환하고 변환된 상기 물리주소를 포함하는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 제2 코어로 전달하고, 상기 프리 커맨드 패킷과 관련된 동작을 제외한 나머지 동작을 처리하는 제1 코어; 및
상기 프리 커맨드 패킷을 상기 라이트 커맨드 또는 상기 리드 커맨드의 사양에 맞게 생성한 상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하고, 상기 나머지 동작 처리 완료 후 상기 제1 코어로부터 전달되는 포스트 커맨드 패킷(post-command packet)을 기초로 상기 컨펌 커맨드를 생성하여 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 제2 코어;
를 포함하는 데이터 저장 장치.The method of claim 1,
The controller,
A memory for storing an L2P map table including the logical address and the physical address matched with the logical address;
When any one of a write command and a read command including the logical address is received from the host device, the logical address is converted into a physical address and a pre-command packet including the converted physical address is generated. A first core that transfers to two cores and processes other operations except for operations related to the pre-command packet; And
The pre-command packet generated according to the specification of the write command or the read command is transmitted to the nonvolatile memory device, and the post-command packet transmitted from the first core after the remaining operation processing is completed. a second core that generates the confirm command based on a command packet) and transmits the confirmation command to the nonvolatile memory device;
Data storage device comprising a. 제2항에 있어서,
상기 제2 코어는,
상기 불휘발성 메모리 장치의 레디(ready) 상태 또는 비지(busy) 상태를 저장하고, 상기 불휘발성 메모리 장치가 상기 레디 상태인 경우 상기 프리 커맨드 또는 상기 컨펌 커맨드를 전송하는 데이터 저장 장치.The method of claim 2,
The second core,
A data storage device that stores a ready state or a busy state of the nonvolatile memory device, and transmits the pre-command or the confirm command when the nonvolatile memory device is in the ready state. 제2항에 있어서,
상기 제2 코어는,
상기 프리 커맨드의 상기 불휘발성 메모리 장치로의 전송 중, 전송 완료 및 전송 준비를 포함하는 전송 상태를 관리하고,
상기 컨펌 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하기 전에 상기 전송 상태를 통해 상기 프리 커맨드의 전송여부를 파악하여, 상기 컨펌 커맨드 전송 시 상기 프리 커맨드를 전송할지 여부를 판단하는 데이터 저장 장치.The method of claim 2,
The second core,
Managing a transfer state including completion of transfer and preparation for transfer during transfer of the pre-command to the nonvolatile memory device,
A data storage device configured to determine whether to transmit the pre-command when transmitting the confirm command by determining whether to transmit the pre-command through the transmission state before transmitting the confirm command to the nonvolatile memory device. 제2항에 있어서,
상기 제1 코어는,
상기 포스트 커맨드 패킷을 상기 제2 코어로 전송하기 전에 상기 호스트 장치로부터 취소 커맨드를 수신하면, 상기 제2 코어로 상기 포스트 커맨드 패킷을 전송하는 절차를 취소하는 데이터 저장 장치.The method of claim 2,
The first core,
When a cancel command is received from the host device before transmitting the post command packet to the second core, the data storage device cancels a procedure of transmitting the post command packet to the second core. 제2항에 있어서,
상기 제1 코어는,
상기 포스트 커맨드 패킷을 상기 제2 코어로 전송하기 전에 상기 호스트 장치로부터 취소 커맨드를 수신하면, 취소 요청을 포함하는 포스트 커맨드 패킷을 상기 제2 코어로 전송하고,
상기 제2 코어는,
상기 취소 요청을 포함하는 포스트 커맨드 패킷을 수신하면 상기 불휘발성 메모리 장치로의 상기 프리 커맨드 전송을 중단하는 데이터 저장 장치. The method of claim 2,
The first core,
When a cancellation command is received from the host device before transmitting the post command packet to the second core, a post command packet including a cancellation request is transmitted to the second core,
The second core,
A data storage device for stopping transmission of the pre-command to the nonvolatile memory device upon receiving a post command packet including the cancellation request. 제2항에 있어서,
상기 제2 코어는,
상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 중에 상기 제1 코어로부터 상기 포스트 커맨드 패킷을 수신하면, 상기 전송 중인 상기 프리 커맨드의 전송이 완료되기를 기다린 후 상기 컨펌 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 데이터 저장 장치.The method of claim 2,
The second core,
When the post command packet is received from the first core while the pre-command is transmitted to the nonvolatile memory device, the confirmation command is transmitted to the nonvolatile memory device after waiting for the transmission of the pre-command being transmitted to be completed. Data storage device. 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 호스트 장치로부터 리드 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 리드 커맨드 및 주소정보를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 데이터 저장 장치.The method of claim 1,
The controller,
When a read command is received from the host device, the data storage device generates the pre-command packet including a data storage method, a read command, and address information. 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 라이트 커맨드, 주소정보 및 라이트 할 데이터를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하거나,
또는 데이터 저장방식, 라이트 커맨드 및 주소정보를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 데이터 저장 장치.The method of claim 1,
The controller,
When a write command is received from the host device, the pre-command packet including a data storage method, a write command, address information, and data to be written is generated, or
Or a data storage device that generates the pre-command packet including a data storage method, a write command, and address information. 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드 및 리드 커맨드 중 어느 하나를 수신하는 단계;
상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환하는 단계;
변환된 상기 물리주소를 포함하여 불휘발성 메모리 장치로 미리 전송할 수 있는 프리 커맨드 패킷(pre-command packet)을 생성하는 단계;
상기 라이트 커맨드 또는 상기 리드 커맨드의 사양에 따라 생성한 프리 커맨드(pre-command)를 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계;
생성된 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작 처리를 수행하는 단계; 및
상기 나머지 동작 처리가 완료되면 컨펌 커맨드(confirm command)를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 동작과 상기 프리 커맨드와 관련된 동작을 제외한 나머지 동작을 동시에 수행하는 데이터 저장 장치의 동작방법.Receiving one of a write command and a read command including a logical address from the host device;
Converting the logical address into a matching physical address;
Generating a pre-command packet that can be transmitted to a nonvolatile memory device in advance including the converted physical address;
Transmitting a pre-command generated according to a specification of the write command or the read command to a nonvolatile memory device;
Performing operation processing other than the operation related to the generated pre-command; And
When the processing of the remaining operations is completed, transmitting a confirm command to the nonvolatile memory device,
A method of operating a data storage device in which an operation of transmitting the pre-command to the nonvolatile memory device and an operation other than an operation related to the pre-command are simultaneously performed. 제10항에 있어서,
상기 프리 커맨드 또는 컨펌 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송할 때, 상기 불휘발성 메모리 장치가 레디(ready) 상태인 경우 상기 프리 커맨드 또는 상기 컨펌 커맨드를 전송하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
When transmitting the pre-command or the confirm command to the nonvolatile memory device, when the nonvolatile memory device is in a ready state, the pre-command or the confirm command is transmitted. 제10항에 있어서,
상기 프리 커맨드의 상기 불휘발성 메모리 장치로의 전송 중, 전송 완료 및 전송 준비를 포함하는 전송 상태를 관리하는 단계;
를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작방법. The method of claim 10,
Managing a transfer state including completion of transfer and preparation for transfer during transfer of the pre-command to the nonvolatile memory device;
The method of operating a data storage device further comprising a. 제10항에 있어서,
상기 프리 커맨드(pre-command)를 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계 이후, 상기 컨펌 커맨드(confirm command)를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 단계 이전에,
상기 프리 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 중에 상기 나머지 동작 처리가 완료됨에 따라 포스트 커맨드 패킷이 생성되면, 상기 전송 중인 상기 프리 커맨드의 전송이 완료되기를 기다린 후 상기 컨펌 커맨드를 상기 불휘발성 메모리 장치로 전송하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
After the step of transmitting the pre-command to the nonvolatile memory device and before the step of transmitting the confirm command to the nonvolatile memory device,
When the post command packet is generated as the remaining operation processing is completed while the pre-command is transmitted to the nonvolatile memory device, the confirmation command is sent to the nonvolatile memory device after waiting for the transmission of the pre-command being transmitted to be completed. How to operate the data storage device that is transmitted to the computer. 제10항에 있어서,
상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 단계에서,
상기 호스트 장치로부터 리드 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 리드 커맨드 및 주소정보를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
In the step of generating the pre-command packet,
When a read command is received from the host device, the method of operating a data storage device generates the pre-command packet including a data storage method, a read command, and address information. 제10항에 있어서,
상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 단계에서,
상기 호스트 장치로부터 라이트 커맨드를 수신한 경우, 데이터 저장방식, 라이트 커맨드, 주소정보 및 라이트 할 데이터를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하거나,
또는 데이터 저장방식, 라이트 커맨드 및 주소정보를 포함하는 상기 프리 커맨드 패킷을 생성하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
In the step of generating the pre-command packet,
When a write command is received from the host device, the pre-command packet including a data storage method, a write command, address information, and data to be written is generated, or
Or a method of operating a data storage device for generating the pre-command packet including a data storage method, a write command, and address information. 제10항에 있어서,
상기 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 리드 커맨드를 수신한 경우,
상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환하는 단계에서,
기 저장된 L2P 맵 테이블을 참고하여 상기 호스트 장치로부터 전송된 상기 리드 커맨드에 포함된 상기 논리주소를 매칭되는 상기 물리주소로 변환하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
When a read command including a logical address is received from the host device,
In the step of converting the logical address to a matching physical address,
A method of operating a data storage device for converting the logical address included in the read command transmitted from the host device into the matching physical address by referring to a previously stored L2P map table. 제10항에 있어서,
상기 호스트 장치로부터 논리주소를 포함하는 라이트 커맨드를 수신한 경우,
상기 논리주소를 매칭되는 물리주소로 변환하는 단계에서,
상기 호스트 장치로부터 전송된 상기 논리주소에 해당하는 데이터를 라이트할 물리주소를 설정하는 데이터 저장 장치의 동작방법.The method of claim 10,
When a write command including a logical address is received from the host device,
In the step of converting the logical address to a matching physical address,
A method of operating a data storage device for setting a physical address to which data corresponding to the logical address transmitted from the host device is to be written.
KR1020190148385A 2019-11-19 2019-11-19 Data storage device and operating method thereof KR20210060867A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190148385A KR20210060867A (en) 2019-11-19 2019-11-19 Data storage device and operating method thereof
US16/856,912 US11263126B2 (en) 2019-11-19 2020-04-23 Data storage device and operating method thereof
CN202010530782.5A CN112905107A (en) 2019-11-19 2020-06-11 Data storage device and operation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190148385A KR20210060867A (en) 2019-11-19 2019-11-19 Data storage device and operating method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210060867A true KR20210060867A (en) 2021-05-27

Family

ID=75909470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190148385A KR20210060867A (en) 2019-11-19 2019-11-19 Data storage device and operating method thereof

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11263126B2 (en)
KR (1) KR20210060867A (en)
CN (1) CN112905107A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7490469B2 (en) * 2020-06-25 2024-05-27 キオクシア株式会社 STORAGE DEVICE, STORAGE SYSTEM AND CONTROL METHOD
KR20220074079A (en) * 2020-11-27 2022-06-03 삼성전자주식회사 Storage controller and method of restoring error of the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206230B2 (en) * 2005-04-01 2007-04-17 Sandisk Corporation Use of data latches in cache operations of non-volatile memories
US8321647B2 (en) * 2009-05-06 2012-11-27 Apple Inc. Multipage preparation commands for non-volatile memory systems
KR101856506B1 (en) * 2011-09-22 2018-05-11 삼성전자주식회사 Data storage device and data write method thereof
US9792220B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-17 Nvidia Corporation Microcontroller for memory management unit
JP6544246B2 (en) * 2016-01-15 2019-07-17 富士通株式会社 Nonvolatile storage and method of processing nonvolatile storage
KR20170091832A (en) 2016-02-01 2017-08-10 에스케이하이닉스 주식회사 Memory system and operation method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20210149796A1 (en) 2021-05-20
CN112905107A (en) 2021-06-04
US11263126B2 (en) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10891236B2 (en) Data storage device and operating method thereof
KR102233400B1 (en) Data storage device and operating method thereof
KR20200095103A (en) Data storage device and operating method thereof
KR20200085967A (en) Data storage device and operating method thereof
US10922000B2 (en) Controller, operating method thereof, and memory system including the same
KR20190083148A (en) Data storage device and operating method thereof and data process system containing the same
KR20160105625A (en) Data storage device and operating method thereof
US10546618B2 (en) Nonvolatile memory device, data storage device including the same and operating method thereof
KR20200114212A (en) Data storage device and operating method thereof
KR20210147696A (en) Data storage device and operating method thereof
KR20170094674A (en) Data storage device
US10754768B2 (en) Memory system using descriptor lookup tables to access setting information for a non-volatile memory, and an operating method thereof
US11748025B2 (en) Nonvolatile memory device, data storage device including the same and operating method thereof
KR102620727B1 (en) Electronic device
US11263126B2 (en) Data storage device and operating method thereof
KR102434840B1 (en) Data storage device
KR102270103B1 (en) Data storage device and operating method thereof
US11461238B2 (en) Storage device, memory controller, and method for fetching write commands from submission queues to perform full page writes
KR20210068734A (en) Data storage device and operating method thereof
US20190278703A1 (en) Memory system, operating method thereof and electronic device
KR20210006556A (en) Controller, memory system and operating method thereof
US11157401B2 (en) Data storage device and operating method thereof performing a block scan operation for checking for valid page counts
KR20220076803A (en) Data storage device and operating method thereof
KR20230037255A (en) Method for managing event log, controller and storage device
KR20210079894A (en) Data storage device and operating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination